La recherche en géoingénierie va-t-elle à l'extérieur ?
Jusqu'à présent, la recherche en géo-ingénierie a été confinée à la modélisation et aux études en laboratoire. La recherche sérieuse en dehors de ces limites est restée un tabou en raison des risques sérieux que cela peut poser pour les écosystèmes et la société. Cependant, deux publications récentes brisent la glace et amènent la discussion sur les expériences de terrain dans la lumière du jour de la communauté scientifique.
La science du climat indique clairement qu'il faut agir pour stopper le réchauffement climatique. Les émissions croissantes de gaz à effet de serre nous poussent vers un climat aux conséquences négatives pour la société dans la plupart des régions du monde, par exemple en raison d'une augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes. Le fait que nous n'ayons toujours pas d'accords contraignants sur la réduction des gaz à effet de serre pousse une partie de la communauté scientifique à rechercher des solutions technologiques au problème du climat - la géo-ingénierie.
La géo-ingénierie vise à traiter les "sympt?mes" du changement climatique - en particulier l'augmentation de la température - en modifiant l'équilibre radiatif de la Terre. Les méthodes proposées varient considérablement en termes de caractéristiques technologiques et de conséquences possibles. Dans ce blog, nous nous concentrons sur la méthode de géo-ingénierie solaire la plus connue : la méthode du "volcan artificiel" ou des aérosols stratosphériques. Les scientifiques proposent d'injecter de petites particules de sulfate réfléchissantes (aérosols) dans la stratosphère à 15-20 km d'altitude. Les petites particules réduisent la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre et refroidissent ainsi l'atmosphère inférieure. Cet effet a été observé après de grandes éruptions volcaniques (d'où le nom de "volcan artificiel"), le plus récemment après l'éruption du Mt Pinatubo en 1991, lorsque la température moyenne mondiale a diminué de près de 0,5°C dans l'année qui a suivi l'éruption. Contrairement aux volcans, les géo-ingénieurs injecteraient continuellement les aérosols jusqu'à ce que les niveaux de gaz à effet de serre chutent à un niveau déterminé comme étant sans danger. Jusqu'à présent, toutes les études de géoingénierie solaire ont été confinées à des modèles informatiques [1].
Expériences de terrain
Un groupe de scientifiques atmosphériques a récemment proposé neuf expériences de terrain pour tester les méthodes de géo-ingénierie solaire [2]. Ils ont divisé les idées en celles qui visent à comprendre l'efficacité et les risques de la géo-ingénierie et celles qui visent à développer les technologies nécessaires au déploiement de la géo-ingénierie. En outre, les scientifiques ont clairement fait la distinction entre les expériences visant à comprendre les processus atmosphériques à petite échelle, tels que les réactions chimiques à la surface de particules injectées artificiellement, et celles visant à obtenir des réponses climatiques à grande échelle, par exemple une baisse de la température moyenne mondiale. L'impact des expériences à grande échelle ne peut pas être simplement extrapolé à partir d'expériences à petite échelle. Toutefois, les expériences à grande échelle ne seraient réalisées que dans les cas où de nombreux tests antérieurs à petite échelle se sont avérés concluants avec des risques environnementaux minimes - ce qui pourrait être trop tard pour éviter certaines conséquences négatives du réchauffement climatique.
Parmi les expériences proposées, un petit test de terrain appelé l'expérience de perturbation contr?lée de la stratosphère (SCoPEx) est au stade de planification le plus avancé [3]. Un groupe de recherche de Harvard a con?u l'expérience pour mieux quantifier un effet secondaire des injections de sulfure stratosphérique : la déplétion de l'ozone. Une diminution des niveaux d'ozone stratosphérique peut augmenter le risque de cancer de la peau, ce qui pourrait être encore plus perturbant pour la société que le réchauffement de la planète d? aux gaz à effet de serre. Une baisse soudaine des concentrations d'ozone pendant le SCoPEx tuerait probablement l'idée de géo-ingénierie du sulfure stratosphérique. Comme illustré dans la figure, l'expérience se compose d'un ballon avec un module portant un générateur d'aérosols, des instruments d'observation et un moteur. Le module injecte et surveille le panache d'aérosols. L'expérience devrait émettre moins de sulfure et d'eau qu'un vol intercontinental entre l'Europe et les ?tats-Unis. Les chercheurs estiment que le co?t total de l'expérience sur le terrain sera d'environ 10 millions de dollars.
Pourquoi les tests sur le terrain sont-ils si controversés ?
Le SCoPEx et d'autres expériences à petite échelle actuellement proposées ne présentent vraisemblablement pas de risques significatifs pour l'environnement et la société. Contrairement au déploiement complet de la géoingénierie avec des injections à grande échelle et sur plusieurs décennies, ces expériences ne modifieraient pas l'équilibre énergétique de la planète. Toutefois, il reste d'autres questions liées à la recherche proposée en géo-ingénierie extérieure :
- Les premières expériences sur le terrain pourraient ajouter un élan vers un déploiement et une commercialisation rapides de la recherche en géoingénierie. Peut-on imaginer une grande entreprise multinationale prenant en charge la recherche en géo-ingénierie et les intérêts économiques potentiels que cela créerait ?
- L'augmentation de la recherche en géo-ingénierie pourrait décourager les efforts d'atténuation. Pourquoi limiterions-nous les émissions de carbone si nous disposions d'un plan B permettant de contrer en partie le réchauffement climatique ?
- Qui/quel organisme serait autorisé à surveiller les tests en extérieur ? Qui peut définir la limite entre une expérience à petite échelle et un déploiement complet ? Et enfin, qui contr?lerait le thermostat global si un déploiement complet avait lieu ?
Pourquoi s'embêter avec la géo-ingénierie en général ?
Les recherches en géo-ingénierie menées par Curiosity fournissent les informations dont la société et les décideurs politiques ont besoin pour choisir la meilleure stratégie face au changement climatique [4]. Les études de modélisation en géo-ingénierie contribuent à une meilleure compréhension de la stratosphère et à une représentation plus précise des processus aérosols et de leurs interactions avec le climat, par exemple l'impact des volcans sur la température globale, la précipitation, les rendements des cultures, etc. Il en résulte des projections de modélisation plus robustes du climat futur.
Nous pensons que les tests de géo-ingénierie devraient être limités soit à des modèles informatiques soit à des laboratoires jusqu'à ce que nous ayons développé une bonne compréhension de tous les processus et risques naturels associés. Des expériences à petite échelle basées sur des processus pourraient s'avérer utiles - mais nous suggérons de prendre du recul et de se concentrer sur des questions ouvertes concernant les processus atmosphériques naturels, comme la microphysique des aérosols stratosphériques.
Ce blog a été co-écrit par l'étudiant en doctorat Bla? Gasparini et le professeur Ulrike Lohmann.
Plus d'informations
[1]Le sujet a déjà été abordé de manière plus détaillée dans les blogs précédents :Géoingénierie - Un jeu dangereux avec les aérosols ? et La géo-ingénierie peut-elle résoudre le problème du climat ?
[2] Keith et al., 2014 : Field experiments on solar geoengineering : report of a workshop exploring a representative research portfolio, Phil. Trans. Roy. Soc., doi : page externe10.1098/rsta.2014.0175
[3] Dykema et al., 2014 : Stratospheric controlled perturbation experiment : a small-scale experiment to improve understanding of the risks of solar geoengineering, Phil. Trans. Roy. Soc., doi : page externe10.1098/rsta.2014.0059
[4] voir aussi Robock, A. 2012 : Is geoengineering research ethical ? (page externePdf)
